Naraščajoča stopnja avtomatizacije in nove aplikacije trenutno oblikujejo industrijsko lasersko tehnologijo. Še posebej v mikroelektroniki, energetiki, letalstvu in medicinski tehnologiji zmogljivi laseri in fotonske tehnologije odpirajo nove rasti perspektive. Katere razvojne smeri premikajo panogo, je bilo razpravljano aprila na AKL'26 – Mednarodnem kongresu laserske tehnologije v Aachnu. AKL je že 30 let platforma, kjer se uporabniki, proizvajalci in razvijalci izmenjujejo mnenja o aktualnem stanju in najnovejših trendih v industrijski laserski tehnologiji.
Zadržano rast v trgu laserjev
Tehnološki poslovni dan tradicionalno odpre kongres z več predavanji o tržnih razmerah. Pri rasti s 14,5 milijarde USD (2024) na več kot 15,5 milijarde USD (2025) dr. Thierry Robin (TEMATYS) prepoznava zmerno rast na trgu laserjev. Z 4-odstotno rastjo na globalnem trgu sistemov za obdelavo materialov z laserjem dr. Stefan Ruppik (Coherent) iz uprave delovne skupine za laserje in laserske sisteme za obdelavo materialov pri VDMA vidi zelo podobno tendenco. Dr. Henrikki Pantsar (takrat še TRUMPF) je opozoril, da so v ZDA naložbe avtomobilskih proizvajalcev upadle. Alternativno pa visoki stroški za nova podatkovna središča obetajo rastoče prihodke za proizvajalce laserjev.
Z zanimanjem je bil pričakovan govor dr. Bo Gu (BOS Photonics) o kitajskem trgu laserjev. Tam še vedno beležijo trdno rast, kar se odraža tudi na tamkajšnjih sejmih: LASER Shanghai je po besedah Guja marca dosegla nove rekorde z 1.500 razstavljavci in 58.000 obiskovalci. Na kitajskem trgu sistemov za obdelavo laserskih materialov pričakuje v letih 2025 in 2026 po 6 do 7 odstotkov rasti. Trg vlaknaste laserjev je zrasel za 9,8 odstotka, pri laserjih z ultrakratkimi pulzi (UKP) pa celo za 14,7 odstotka.
Podatki o tržnem deležu kitajskih proizvajalcev na njihovem domačem trgu pa so vzbudili pozornost: pri laserih z močjo od 3 do 6 kW znaša ta delež 98 odstotkov, pri >10 kW pa približno 80 odstotkov. Tako je kitajski trg laserjev trdno v domačih rokah.
Fotonika kot prečna tehnologija
Ko se prihodki pri laserskih orodnih strojih običajno ocenjujejo med 10 in 20 milijardami evrov, je trg izdelkov, omogočenih z laserjem, v bilijonih. Danes ne nastane noben pametni telefon, noben računalniški čip in komaj katerikoli avto brez uporabe laserske tehnologije. Fotonika je prečna tehnologija, ki s pomočjo laserjev, optičnih komponent in kompleksnih postopkov omogoča napredek na teh področjih.
Na seji Gerd Herziger na AKL'26 so pod naslovom »Nove perspektive za lase v znanosti in industriji« razpravljali o trendih pri uporabi fotonskih tehnologij. Trevor Ness (IPG Photonics) je imel jasno vizijo: »Laser bo integriran, skalabilen in inteligenten«. Roboti bodo z laserji dosegli znatne dobičke v produktivnosti in delali tudi tam, kjer ljudje ne morejo.
Fotonikomponente in tehnologije za to se danes razvijajo. So bolj digitalizirane in ponujajo vedno višje zmogljivosti. »Povprečna moč UKP-laserjev«, pravi dr. Jochen Stollenwerk, začasni vodja Fraunhofer ILT v Aachnu, »dosega z razvojem v Fraunhoferjevem klastru odličnosti Napredni fotonski viri – CAPS dvomestni kilovatni (kW) razpon«. Pri laserskih sistemih z neprekinjenim žarkom pa je ta moč že presegla 100 kW, kot so poročali predstavniki različnih podjetij.
Pogled čez te meje je vrgel prof. Constantin Häfner, član uprave Fraunhoferja za raziskave in prenos. Njegova tema so fuzijske elektrarne in kako jih je mogoče uresničiti v Nemčiji. Te bi tudi bistveno spremenile trg laserjev: že stroški laserskih diod za nekaj fuzijskih elektrarn bi presegli obseg trenutnega trga laserjev, pravi Häfner. To predvsem pomeni, da se bodo v prihodnosti stroški komponent morali bistveno znižati.
Laser v energetskem sektorju
Z akcijskim načrtom za fuzijo je nemška vlada napovedala več kot dve milijardi evrov za raziskave fuzije ter tudi načrt, da v Nemčiji zgradi prvo fuzijsko elektrarno na svetu. V svojem plenarni govoru je Constantin Häfner spregovoril o pomenu nastajajočih fuzijskih ekosistemov za prihodnost raziskav fuzije v Nemčiji: združevanje nacionalnih kompetenc od znanosti do industrije za skupno dosego ciljev.
Zapleteni tehnološki izzivi ponujajo ogromno potenciala za odpiranje spin-off trgov in rast na področju fotonike, od industrijskih sušnih procesov do vesoljskih aplikacij in obrambnega sektorja.
Tema fuzijske raziskave je bilo ustrezno poglobljeno v celotni seji na AKL'26. Med drugim je prof. Markus Roth (TU Darmstadt, Focused Energy) predstavil svoje načrte za lasersko fuzijsko napravo na lokaciji Biblis.
»Normalni« visokozmogljivi laserji so že danes prisotni v gradnji elektrarn: »Energetski sektor je eno prvih področij uporabe laserskih sistemov z močjo nad 50 kW«, ugotavlja dr. Alexander Olowinsky, vodja oddelka za varjenje in rezanje na Fraunhofer ILT. S takšnimi laserskimi močmi je mogoče ločevati debele jeklene stene pri razgradnji jedrskih elektrarn ali rezati vrata v vetrnih turbinah. Prav tako je mogoče z njimi variti nove posode z desetcentimetrskimi stenami.
Obiskovalci kongresa so lahko 23. aprila 2026 na dogodku »Lasertechnik Live« v Fraunhofer ILT, največjem raziskovalno-razvojnem parku laserskih naprav v Evropi, si ogledali sistem s 50 kW.
Avtomobilska tehnologija na poti k avtonomni proizvodnji
Proizvodnja avtomobilov je danes močno avtomatizirana. Laserska orodja kot digitalna orodja tukaj popolnoma izkoristijo svoje prednosti. V svojem predavanju "Proizvodnja baterij naslednje generacije in izzivi za lasersko tehnologijo" je Dr. Andreas Russ (Bosch Manufacturing Solutions) pokazal, kaj je danes mogoče. V primerjavi z letom 2015 so se tako velikosti baterij kot tudi strojev pomnožile. Hkrati postajajo stroji vedno bolj inteligentni. Proizvodna linija je povezana, uporablja digitalne dvojčke in lahko na podlagi simulacij avtonomno odloča.
Pri Markusu Harkeju (Volkswagen) je bilo mogoče videti, kako nemški postopek dobesedno spreminja svet. S pomočjo »visokohitrostnega laserskega oblaganja«, ki so ga razvili na Fraunhofer ILT, tam izdelujejo zavorne diske, ki proizvedejo 90 odstotkov manj finih delcev. To ne le da varčuje z okoljem, temveč tudi izpolnjuje Euro-7 normo. In omogoča skoraj v celoti avtomatizirano proizvodnjo, ki zdaj začenja svoj zmagoviti pohod po svetu. »Pri visokih količinah laser ni več gonilna sila stroškov,« komentira dr. Thomas Schopphoven, vodja oddelka za lasersko varjenje na Fraunhofer ILT. »Predvsem so to stroški materiala za dodatne materiale.«
Laser v letalstvu prihranijo stroške in emisije
Do 3 odstotkov prihranka goriva pri letalih – to obljublja haifischhaut podjetja 4Jet GmbH iz Alsdorfa pri Aachnu. Tehnologija, nagrajena z "Innovation Award Laser Technology 2026", omogoča obsežno mikropredelavo s CO2 laserjem. Uporablja interferenčne strukture za obdelavo, tako da lahko naenkrat ustvari več kot 1.000 "ribletov". Tako se na velikih površinah vnašajo mikrostrukture, ki zmanjšujejo zračni upor. Podjetje je doslej na terenu namestilo več kot 800 sistemov, ki se uporabljajo v letalstvu, polprevodniški in solarni industriji.
Poleg tega so številni laserski procesi, zlasti pri laserskem nanašanju varjenja, našli pot v prakso. Podjetja, kot je Rolls Royce, uspešno uporabljajo te postopke pri popravilu motorjev in jih nenehno izpopolnjujejo.
24/7 laserska uporaba v mikroelektroniki
Na začetku je bil laser rešitev, ki je iskala problem. Danes je laserska tehnologija v najrazličnejših različicah vključena v proizvodnjo elektronskih potrošnih dobrin v največjih količinah. V proizvodnji zaslonov je to očitno, kot je bilo mogoče videti v predavanju Oliverja Haupta (Coherent) o perspektivah uporabe laserjev pri mikro-LED-ih. V mikroelektroniki se pravkar nakazuje naslednji preboj.
Dr. Christian Buchner (SCHMID Group) je v svojem predavanju pokazal, da steklena substrata predstavljata rešitev za pomanjkanje naraščajočih hitrosti prenosa podatkov med procesorji in visokozmogljivimi pomnilniki (HBM). Steklo je robustno, poceni in uveljavljeno v polprevodniških procesih. Z laserjem induciranim etchingom (Selective Laser-induced Etching, SLE) je zdaj mogoče natančno vrtati luknje v prozorne materiale, kot je steklo (Through-glass-vias). Industrijski postopek omogoča odlične kakovosti površin in velika razmerja med dimenzijami.
»Še en trend v mikroelektroniki je oblikovanje žarka,« pojasnjuje dr. Dennis Haasler, vodja oddelka za površinsko tehnologijo in oblikovno obdelavo na Fraunhofer ILT. »Tako posebne oblike žarkov, kot so Besselovi žarki, kot tudi večžarni sistemi se vse bolj uporabljajo v industriji.« Ti zadnji omogočajo paralelno uporabo, predvsem ultrakratkih laserskih pulzov.
Laser v medicinski tehniki prinašajo večjo varnost za paciente.
Od diagnostike do terapije so optične tehnologije v klinični praksi nepogrešljive. Konkretna korist, kot jo je predstavil prof. Christian Blume, nevrokirurg na UK Aachen, je zelo impresivna. Pokaže se, da se je v zadnjih letih uspešnost pri zapletenih operacijah hrbtenice povečala s 40 odstotkov (operacija brez pomoči) na 99,5 odstotkov. Preboj je prinesel intraoperativni računalniški tomogram. Projekt SaveCut obeta še en korak k večji varnosti. Tam strokovnjaki Fraunhofer ILT skupaj z njim razvijajo robotizirano asistirano laser osteotomijo za minimalno invazivno kirurgijo hrbtenice.
Podobni veliki napredki se dogajajo tudi v implantologiji. Aditivni laserski postopki se že nekaj časa uporabljajo za individualne oblike implantatov. Frank Reinauer (KLS Martin) je v svojem predavanju pokazal, kako digitalni delovni postopki še učinkoviteje omogočajo pacientu specifične rešitve s selektivnim laserskim taljenjem. Tako se v enem prehodu ustvari od 5 do 15 implantatov. Nova resorbirna materiala, kot sta magnezijeve zlitine ali polietilen, spodbujata rast kostnega tkiva. Implantat se na teh mestih postopoma raztaplja.
Kam greš, kvantna tehnologija?
»Tukaj smo dobili odličen pregled nekaterih najbolj obetavnih platform za skalabilne kvantne računalnike – predstavljenih s strani vodilnih podjetij in raziskovalnih ustanov iz Nemčije in Evrope«, povzema Dr. Bernd Jungbluth svoje vtise prvega konferenčnega dne AKL’26.
V središču so bili predvsem aktualni napredki pri različnih strojnih platformah za kvantne računalnike – med drugim na osnovi nevtralnih atomov pri planqc. Prof. Stephanie Wehner (Quantum Internet Alliance) je prav tako podala pregled trenutnega stanja kvantnega interneta in nakazala prve kratkoročne perspektive uporabe, na primer na področju koordinacije porazdeljenih sistemov. Dolgoročno bo prav tako pridobila na pomenu povezava kvantnih računalnikov.
Fotončne povezave veljajo za ključno tehnologijo, saj omogočajo prenos kvantnih informacij preko optičnih vlaknov in lahko povezujejo različne kvantne platforme.
AI naredi laserje hitrejše, bolj fleksibilne in avtonomne.
Zadnje predavanje konference je bilo hkrati eno najbolj zanimivih: prof. Carlo Holly (RWTH Aachen University in Fraunhofer ILT) je govoril o »inovacijah, ki jih vodi umetna inteligenca v fotoniki«. Tema se zdaj razteza skozi vse dele dobavne verige, od oblikovanja optičnih komponent, preko zagotavljanja kakovosti, do simulacije kompleksnih procesov na digitalnih dvojnikih.
Med novostmi iz njegove raziskave so napredki pri samonadzorovanem učenju, kar zmanjša čas usposabljanja umetne inteligence v kontroli kakovosti s tednov na minute. Zanimiva je bila tudi nova optika, ki jo generira umetna inteligenca, pri kateri je mogoče poljubne žarke brez mehanskih komponent zamenjati v procesu.
Na koncu vidi, kako umetna inteligenca prodira na vse področje laserske tehnologije. Od načrtovanja do nadzora procesov, kjer lahko le umetna inteligenca obdeluje plaz podatkov, do avtonomnega upravljanja. Samoučeča se naprava prihaja, prav tako avtonomni laboratoriji in tovarne. Na tehnologiji za to se dela v Aachnu.
Naslednji AKL – Mednarodni kongres laserske tehnologije bo potekal od 3. do 5. maja 2028 v Aachnu.
Kontakt:
